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苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)是能产生芽胞的革兰氏阳性细菌,其特点是在芽胞形成过程中产生杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs)。Bt中的启动子研究主要集中在ICPs启动子上,因此在Bt中过表达蛋白特别是ICPs时,通常都会选择ICPs启动子。大多数ICPs启动子的一个主要特点是只在对数末期或稳定期才开始起始转录,因此不能满足在特定时期表达不同蛋白质的需要。同时其活性比许多枯草芽胞杆菌(B.subtilis,Bs)的启动子弱。所以迫切需要在Bt中寻找不同时期起始转录的强启动子。 本研究通过苏云金芽胞杆菌CT-43的转录组数据获得了在不同时期具有不同强度的启动子,并以lacZ为报告基因,结合筛选获得的启动子构建表达载体转入苏云金芽胞杆菌BMB171中,测定重组菌在不同生长时期的β-半乳糖苷酶活性来判断不同启动子的时序性与强弱。同时,对这些启动子中能与sigma因子结合的保守序列进行了预测和分析。 本研究验证了在全时期、稳定前期和稳定中期起始转录的一系列启动子。发现了sigma因子与启动子发挥活性的时序性有直接的对应关系。其中全时期起始转录的启动子大多数拥有σA结合的保守序列;稳定前期启动子拥有σE结合的保守序列;稳定中期启动子拥有σK结合的保守序列。 在全时期启动子中,我们找到了比对照启动子PgroES活性更强的2个启动子:Phj2和Phj3。其中Phj3活性最强,是启动子PgroES的9-10倍,同时能维持近10 h的高活性状态。利用这个强启动子表达β-半乳糖苷酶和红色荧光蛋白,通过考马斯亮蓝染色能在SDS-PAGE胶上清楚的看到这两个蛋白的条带,这对于在Bt中过表达蛋白十分有意义。在对Phj3进行的截短实验中,我们发现Phj3由两个σA和一个σF保守序列串联组成,并且其核苷酸序列253-369和146-221分别能形成茎环结构,可能与mRNA的稳定性有关。因此推测这3个sigma因子结合位点以及与mRNA稳定性有关的特殊序列是Phj3拥有强转录活性的主要原因。稳定前期和稳定中期启动子的活性并没有比对照启动子Pcry1Aa强,但是当把与mRNA稳定性有关的序列Phj3(246-363)通过重叠延伸PCR的方法,连接到稳定前期启动子Phj22上组成重组启动子Phj22-L后,其活性是原启动子Phj22的3倍,同时也是对照启动子Pcry1Aa的2倍多,从而使其成为在稳定前期起始转录的强启动子。在整个实验中我们得到了在全时期、稳定前期和稳定中期起始转录的一系列不同活性梯度的启动子,为ICPs产量的提高和相关基因的研究奠定了基础,具有十分重要的意义。